Статья: Некоторые проблемы методологии геоэкологического мониторинга муниципальных образований
На примере Закамска – одного из городовспутников Перми – установлена сильная зависимость между общей детской заболеваемостью и содержанием в атмосфере угольной пыли; болезнями нервной системы и количеством фтористых соединений в воздушной среде; болезнями кожи и концентрацией пыли предприятий горно-шахтного машиностроения; аллергическими болезнями кожи и окисью марганца. Выявлены достоверные корреляции между бронхиальной астмой, анемией и пылью синтетических моющих средств; между анемией, болезнями органов пищеварения, врожденными пороками и фтористыми соединениями в ряде районов города.
В крупных промышленных центрах на основе выборочно-статистического обследования отмечена тенденция ухудшения здоровья детей на фоне роста атмосферного загрязнения фенолом, формальдегидом [12].
В районах с устойчивым превышением нормативов ПДК в 2-3 раза (в промзоне вблизи ТЭЦ и ряда крупных предприятий химического профиля) достоверно выше заболеваемость детей по болезням мочеполовой сферы, кожи, органов дыхания; врожденным аномалиям. Наблюдается положительная корреляция средней степени между общей детской заболеваемостью и концентрацией хлоридов, сульфатов в питьевой воде [6,11].
В приморском городе Новороссийске Краснодарского края уровни онкологической смертности населения коррелируют со степенью общей техногенной нагрузки, определяемой по количеству и мощности промышленных предприятий в различных районах города, классу их вредности, объемам выбросов вредных веществ, интенсивности транспортных потоков [12]. В участках города с максимальным промышленным прессингом (в зоне воздействия цементных заводов) выше удельный вес рака легкого и рака желудка среди других локализаций рака у умершего населения. Отмечена роль неблагоприятной розы ветров, вызывающей снос вредных выбросов цементных заводов преимущественно в центральную часть города на жилые кварталы. Наблюдается тенденция увеличения случаев онкологической смертности на пониженных участках города, где могут осаждаться вредные примеси. В ряде исследований [7,11,12] показано, что в современных промышленных городах ведущим загрязнителем природной среды является атмосферный воздух, качество которого влияет на уровень заболеваемости населения болезнями органов дыхания, эндокринными, нервными заболеваниями, а также болезнями органов пищеварения. С помощью методов математического моделирования установлены достоверные сдвиги в функциональном состоянии организма и рост хронических заболеваний детей в городах с неблагоприятным экологогигиеническим фоном. Аналогичные результаты о зависимости заболеваний детей, прежде всего ОРВИ, бронхитами, пневмонией от уровня загрязнения атмосферного воздуха получены в гигиенических исследованиях урбанизированной зоны Южной Сибири [9,11].
В ряде работ, выполненных в г. Воронеже на основе выборочно-статистического метода с применением компьютерного анализа медико-экологических данных, показана зависимость состояния здоровья детей от качества окружающей среды. Так, в зоне обслуживания 8-й детской поликлиники Коминтерновского района города, где проживает около 10 тысяч детей, отмечена неблагополучная ситуация по врожденным аномалиям и болезням крови. К ведущим факторам риска отнесены транспортная и промышленная нагрузки на окружающую среду, тип застройки микрорайона, степень загрязнения почвы тяжелыми металлами [5,12]. Повышение общей хронической заболеваемости отмечено на участках с выровненным рельефом. Повышенной транспортной нагрузкой, минимальным искусственным озеленением и неблагоприятным типом застройки (чередование промышленных и жилых массивов без соблюдения размеров санитарно-защитных зон) объясняется рост заболеваний органов дыхания. На педиатрических участках вблизи крупнейших автомагистралей города увеличивается частота заболеваний нервной системы и органов чувств, а вблизи железнодорожного полотна растет заболеваемость по болезням органов пищеварения и мочеполовой системы. Кроме того, участки с неблагоприятной застройкой и повышенным содержанием в почве свинца отличаются увеличением частоты новообразований у детей; увеличение концентраций хрома в почве происходит параллельно с нарастанием числа врожденных аномалий.
На основе сопоставления уровня загрязнения атмосферного воздуха и детской заболеваемости промышленных и условно чистых зон города установлена достоверная связь между запыленностью и загазованностью воздуха оксидами азота, серы, формальдегидом и заболеваемостью детей пневмонией и другими заболеваниями органов дыхания [5, 12].
По результатам исследований, выполненных рядом авторов в г. Воронеже, отчетливо выявляются неблагополучные зоны. Так, Х.А.Джувеликян [7] отмечает статистическую связь роста загрязнения воздуха и частоту отклонений в развитии новорожденных, которые значительно чаще фиксируются в районе завода "Синтезкаучук" и ТЭЦ-1 по сравнению с районом агроуниверситета. Исследования, выполненные в в промышленном Левобережье города, свидетельствуют об увеличении как у детей, так и у взрослых, проживающих вблизи промышленных массивов, новообразований, эндокринных заболеваний, холециститов, болезней органов дыхания [5,7]. Авторы выделяют экологически "зависимые" заболевания – ОРВИ, пневмонию, язву желудка, гастриты, гипертонию. Несмотря на определенную разрозненность, неполноту материалов по всему городу, различия в методиках анализа данных, затрудняющих сопоставление отрывочных сведений, по предварительным результатам в г. Воронеже выделяются по крайней мере два неблагополучных района – вблизи промзоны Левобережного района (6, 3 детские поликлиники; 18 взрослая поликлиника) и в ряде жилых массивов вблизи промзоны Коминтерновского района (8 детская поликлиника; 11 взрослая поликлиника).
Конкретные эколого-гигиенические исследования, выполненные в ряде урбанизированных зон Воронежской области, свидетельствуют о корреляции детской заболеваемости с уровнем атмосферного и почвенного загрязнения. Например, в г. Россошь (один из крупнейших промышленных центров области преимущественно химического профиля) наблюдается увеличение детской заболеваемости в районах города с повышенной концентрацией тяжелых металлов в атмосферной пыли [12]. Ранжированный ряд по степени опасности концентраций элементов следующий: молибден, кобальт, стронций, олово, титан, лантан, ванадий, свинец, медь, хром. Наиболее неблагоприятен эффект их суммации в пыли, вызывающей вероятное увеличение болезней органов дыхания, крови, мочеполовой системы и новообразований у детей. В г. Россошь, кроме того, отмечено экологическое значение ландшафтных условий, проявляющееся, в частности, в достоверном повышении уровней общей детской заболеваемости на возвышенных локальных участках песчаной надпойменной террасы рек Черная Калитва и Россошь со слабой естественной защищенностью грунтовых вод от загрязнения.
Сопоставление результатов оценки комфортности городской среды крупных промышленных центров показывает, что наименее комфортными являются района с высоким атмосферным загрязнением и неблагополучным акустическим фоном вследствие высокой транспортной загруженности, повышенного техногенного прессинга [12].
Ситуация, по-видимому, усугубляется нерациональной планировкой (среднеэтажные жилые застройки преимущественно 50-60-х гг., размещаемые вблизи прозон) в сочетании с недостаточно развитой рекреационной инфраструктурой. Экологогигиеническое неблагополучие таких районов вызывает ответный рост заболеваемости детей болезнями органов дыхания, крови, органов пищеварения, мочеполовой системы, увеличение частоты врожденных аномалий развития.
Наряду с детской заболеваемостью другим "индикатором" благополучия экологической обстановки в городах обычно считают онкологическую заболеваемость и смертность населения.
Считается, что воздействием факторовканцерогенов обусловлено возникновение от 20 до 60%, а по некоторым данным – до 80% всех случаев заболеваний злокачественными новообразованиями. Обычно большую часть этих воздействий связывают с химическим загрязнением тяжелыми металлами – мышьяком, хромом, ртутью, свинцом, никелем – и углеводородами, бенз(а)пиреном [14]. Некоторые формы рака, например, желудка, чаще увязывают с характером почвы, воды и особенности питания.
Отмечена положительная корреляция онкологической заболеваемости и общего уровня урбанизации, плотности населения; наблюдается достоверная зависимость онкосмертности от уровня пестецидного загрязнения земель.
Региональные медико-географические и эпидемиологические исследования, проведенные в ряде промышленных городов, показали, что среди факторов риска онкологической заболеваемости и смертности наиболее значимыми являются общая техногенная нагрузка территории (количество и мощность промышленных предприятий, класс их вредности, объемы выбросов вредных веществ в атмосферу), интенсивность транспортных потоков, планировка города в связи с розой ветров; причем повышенная техногенная нагрузка, видимо, провоцирует развитие прежде всего таких злокачественных новообразований, как рак легкого и рак органов пищеварения.
Обзор региональных медико-экологических исследований, проведенных в различных по природно-климатическим и социально-экономическим условиям городах, свидетельствует о перспективности геоэкологического подхода к анализу состояния здоровья населения, прежде всего детей. На основе обобщения многочисленных экспериментальных данных в основных чертах сформулированы общие методологические принципы территориального медико-экологического анализа: 1) приоритетность эпидемиолого-статистических методов анализа медико-статистических данных, закономерности пространственно-временной динамики которых проявляются лишь в больших по численности населения группах (закон "больших чисел"); 2) региональная специфика взаимосвязей состояния здоровья населения и качества окружающей среды; 3) необходимость учета порогов воздействия и эффекта суммации вредных факторов риска. Репрезентативным периодом обследования считается 3-5-летний временной интервал. Все шире внедряются балльные оценки в анализ экологического состояния и оценку комфортности городской среды.
При анализе медико-экологической обстановки в крупных городах обычно первостепенное внимание уделяют эколого-геохимической ситуации, гораздо реже в поле внимания исследователей включаются такие факторы как архитектурнопланировочная структура, развитие рекреационной инфраструктуры, характер озеленения, обводненность, рельеф и другие ландшафтно-экологические условия [13]. В итоге расчетные корреляции между заболеваемостью населения и качеством среды обитания зачастую не позволяют комплексно определить уровень комфортности для проживания населения и наметить необходимые оптимизационные меры. ъ Компьютерные технологии и информационные системы в организации мониторинга Анализ территориальных факторов риска повышения заболеваемости, построение моделей воздействия факторов среды на здоровье населения и комплексная оценка комфортности городской среды требуют принципиально иных методов накопления и аналитической обработки первичных данных. Такие возможности значительно расширяются в связи с внедрением мониторинговых подходов к слежению за состоянием здоровья населения и общей компьютеризацией здравоохранения, специализированных природоохранных ведомств и служб экологического контроля. В сложившейся терминологии медико-экологический мониторинг можно рассматривать как составной блок комплексного геоэкологического мониторинга, основными задачами которого в условиях городской среды являются: 1) формирование банка данных о состоянии здоровья населения и состоянии окружающей среды контролируемой территории; 2) оценка медицинской и экологической ситуации в сравнении с принятыми нормативными критериями (санитарными и гигиеническими нормативами); 3) определение экологических факторов риска повышения заболеваемости, выделение "управляемых" факторов риска; 4) слежение за состоянием здоровья населения и качеством окружающей среды, прогноз неблагоприятных медико-экологических ситуаций; 5) медико-экологическое зонирование городского пространства (оценка комфортности условий жизни населения) и планирование оптимизационных мер в неблагоприятных зонах.
Мониторинговый подход к охране здоровья населения развивался параллельно с созданием систем мониторинга окружающей среды, внедрением автоматизированных геоэкоинформационных систем в практику природопользования, экологического контроля и природоохранные сферы деятельности в 70-80 гг. [9]. В этот период рядом ведущих отечественных и зарубежных научных учреждений было проведено обоснование организационных, информационных и технических аспектов реализации автоматизированных систем применительно к решению задач мониторинга окружающей среды. В ряде промышленно развитых стран Западной Европы (Швеции, Финляндии, Дании, Германии), а также США и Японии уже в начале 60-х гг. стали формироваться автоматизированные банки медицинских данных. На основе таких автоматизированных систем (их развитие было успешным благодаря существованию, например, в Скандинавских странах личного номера, однозначно индифицирующего каждого человека) позднее начали формировать территориальные регистры рака, функционирующие сейчас во многих регионах и городах России, в том числе в Воронежской области [12,19,20].
Более сложной задачей оказалось формирование банков геоэкологических данных, взаимосвязанных с медицинскими регистрами. До настоящего времени этот процесс находился в стадии становления, причем, не столько из-за технических сложностей, которые сейчас успешно решаются на базе вычислительных сетей, сколько из-за ведомственной разобщенности медицинских и природоохранных служб. Определенную негативную роль сыграли и стратегические просчеты в информатизации отечественного здравоохранения за последние 15-20 лет. Основные недостатки в информатизации здравоохранения за этот период сводят к следующим положениям.
1. В результате "инерционности" управленческого звена информатизация здравоохранения направлена в основном на решение задач обработки статистических показателей по типу "бухгалтерского учета". Крайне недостаточное внимание уделяется вопросам моделирования медико-демографических процессов в их взаимосвязи с геоэкологической, природно-ресурсной ситуациями. В отличие от отечественной практики в развитых странах мира интенсивно развивается подход, основанный на моделировании медико-экологических процессов, построении многофакторных моделей социальноэкологической очаговости болезней. Внедряются компьютерные системы слежения за качеством среды обитания и состоянием здоровья населения. 2. В настоящее время отсутствует единый типовой подход к проектированию медицинских информационных систем; слабая типизация и отсутствие информационной совместимости медицинских и геоинформационных систем делает крайне затруднительной задачу формирования единых, интегрированных банков медико-экологической информации.
3. Негативную роль сыграла жесткая нормативная финансовая и кадровая база учреждений здравоохранения, исключающая любую структурнофункциональную перестройку в учреждении, связанную с внедрением новых технологий и перестройку потоков документооборота. В зарубежной практике эта проблема решалась созданием специальных поощрительных фондов за освоение новых технологий, увязывалась с уровнем квалификации и оплаты труда специалистов, обеспечивая материальную и моральную заинтересованность кадров в освоении компьютерных технологий.
Слабая разработка концепции информатизации здравоохранения в сочетании с общим низким медико-техническим потенциалом лечебных учреждений осложняется определенной изоляцией отечественной практики от мирового опыта разработки диагностических автоматизированных систем как в здравоохранении, так и в геоэкологии, гигиене. С проявлением на отечественном рынке современных IBM-компьютеров процесс создания профильных информационных систем, в том числе и в системе санитарно-эпидемиологического надзора, значительно ускорился. За последние 5-7 лет активно внедряются в практические отрасли автоматизированные системы управления экологической обстановкой в городе, функционирующие в г. Москве, г. Казани и ряде других крупных промышленных центров. Совершенствуются комплексные скрининговые системы автоматизированного обследования пациента, в последние годы делаются попытки создания многопрофильных городских служб типа "педиатрическая помощь" и других, построенных на основе мониторингового подхода к слежению за контролируемым объектом.
Конструктивная схема таких систем, ориентированных на реализацию задачи мониторинга окружающей среды и здоровья населения, видимо, должна проектироваться как система специальных автоматизированных рабочих мест (АРМ) специалистов, осуществляющих сбор исходных данных, замыкающихся на центральную базу данных – головное звено управления ("файл-сервер"), т.е. строиться по иерархическому модульному принципу.
Таким образом, организационно-техническое обеспечение автоматизированной системы мониторинга здоровья городского населения наиболее целесообразно реализовывать в форме типового АРМа городского уровня управления (на базе городского центра Госсанэпиднадзора и других природоохранных и лечебно-профилактических ведомств). Центральная база данных должна содержать взаимоувязанные блоки медицинской, экологической информации, а также нормативно-справочные критерии (рис.2). Предпочтительнее формирование баз данных реляционного типа для IBM-совместимой компьютерной сети. Основными пространственными операционными единицами поискового анализа и последующего мониторинга здоровья населения должны выступать зоны обслуживания поликлиник, а в перспективе – медицинские округа или педиатрические участки. Максимальная детализация необходима для выявления локальных очагов заболеваний и провоцирующих их активность экологических факторов риска. В то же время слишком детализованная информация, сложные модели и алгоритмы вряд ли целесообразны, поскольку создают почву для проявления случайных процессов (излишняя детализация нарушает закон "больших чисел", обязательный в статистических исследованиях) либо не позволяют пользователю вникнуть в механизм функционирования управляемого объекта [18].
Функционирование АРМа в системе городского медико-экологического мониторинга должно обеспечивать достоверность, оперативность, достаточность используемой информации; экономичность эксплуатации; секретность и защиту информации от несанкционированного доступа; возможность аналитической обработки любых массивов, хранящихся в базе данных, математико-картографического моделирования и статистического прогнозирования контролируемых процессов в рамках имеющихся ограничений.
Анализ теоретических источников и методических подходов, применяющихся к оценке медико-экологической ситуации в промышленном городе, показывает, что современный технический уровень в сочетании с комплексным геоэкологическим подходом к изучению городской среды позволяет вполне успешно решать информационные проблемы регионального мониторинга здоровья населения. Среди основных параметров слежения, по-видимому, следует рассматривать детскую заболеваемость (в разрезе классов болезней и основных нозологических форм в соответствии с принятой системой официальной отчетности) и онкологическую заболеваемость всего населения (по основным локализациям злокачественных новообразований).
Рис.2. Блок-схема информации системы городского медико-экологического мониторинга.
Учитывая региональную специфику городских условий, экологическую базу данных целесообразно формировать в виде следующих основных блоков данных:
1) качество атмосферного воздуха;